¿Cuándo es el tiempo de congelación?

Un método de construcción utilizado por primera vez en la minería de oro rusa y posteriormente patentado por ingenieros alemanes para la construcción de minas de carbón. Ahora se usa ampliamente en subterráneos, pozos de cimentación profunda, construcción de minas y otros proyectos.

Definición Editar

El método de congelación se define como un método de construcción de ingeniería geotécnica especial que utiliza refrigeración artificial para congelar el agua en el suelo que rodea el espacio subterráneo que se excavará en hielo y se mezclará. El suelo se une para formar una pared de suelo congelado o un cuerpo de suelo congelado cerrado para resistir la presión del suelo y aislar el agua subterránea. La construcción de ingeniería subterránea se lleva a cabo bajo la protección de la pared de suelo congelado, que a menudo se utiliza en el pozo. ingeniería.

Principios básicos del método de congelación

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La tecnología de congelación utiliza tecnología de refrigeración artificial para congelar el agua en la formación, convirtiendo la roca natural y el suelo en suelo congelado, aumentando Su resistencia y estabilidad aíslan la conexión entre el agua subterránea y la ingeniería subterránea, permitiendo así una tecnología de construcción especial para excavaciones subterráneas y construcciones bajo la protección de paredes congeladas. Su esencia es utilizar refrigeración artificial para cambiar temporalmente las propiedades de la roca y el suelo para fortalecer la formación. Una pared congelada es una estructura de soporte temporal. Una vez formado el soporte permanente, la congelación se detiene y las paredes congeladas se derriten. La tecnología de congelación y refrigeración de la ingeniería geotécnica suele utilizar el fenómeno endotérmico de sustancias que cambian del estado líquido al gaseoso, es decir, el proceso de vaporización. La mayoría de los sistemas de refrigeración utilizan amoníaco como fluido refrigerante. Para cambiar el amoníaco de líquido a gas y luego de gas a líquido, todo el sistema de refrigeración consta de tres ciclos: sistema de circulación de amoníaco, sistema de circulación de salmuera y sistema de circulación de agua de refrigeración.

El método de congelación tiene las siguientes ventajas:

(1) Aislamiento efectivo del agua subterránea.

(2) Gran adaptabilidad, casi no restringida por las condiciones de formación ( bajo contenido de agua) (excepto estratos);

(3) Construcción flexible

(4) Construcción ecológica, sin contaminación

(5) Económica y; Construcción razonable en estratos complejos. [1]

Método de construcción congelada

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Antes de excavar el pozo, se perforan agujeros desde el suelo a lo largo de círculos concéntricos a intervalos iguales y a una distancia determinada. desde la periferia, penetre profundamente en la capa impermeable y luego hunda un tubo congelado hecho de tubo de acero sin costura con un extremo inferior cerrado en cada orificio, instale el equipo de refrigeración en el suelo, use amoníaco (NH3) como refrigerante y use el La solución refrigerante de cloruro de calcio (CaCl2) (comúnmente conocida como salmuera) se enfría a -20 ~ -30 °C y la salmuera se envía al tubo de congelación mediante una bomba de circulación y un tubo de suministro de líquido de PVC insertado profundamente en el tubo de congelación. La salmuera de baja temperatura absorbe continuamente calor fuera del tubo durante mucho tiempo y congela las capas circundantes. Después de absorber el calor de la formación, la temperatura de la salmuera aumenta bajo la acción de la bomba de circulación, regresa al equipo de refrigeración a través del tubo circular para entrar en contacto con el refrigerante y se enfría nuevamente. El amoníaco, originalmente un líquido, absorbe el calor de la salmuera cuando se evapora a presión reducida, luego se comprime y condensa para licuarse y se recicla en la tubería. El diámetro del cilindro de suelo congelado formado alrededor de cada tubo congelado aumenta con el tiempo. Estos cilindros están conectados entre sí para formar una pared de suelo congelado densa y cerrada, que puede resistir la presión del agua y del suelo y bloquear el agua subterránea, y bajo su protección, el. El terreno se puede excavar y construir. Revestimiento (ver imagen).

Método de solidificación

Método de solidificación

Cuando se utiliza el método de congelación para la construcción, el método de congelación debe determinarse en función del progreso de la construcción, la resistencia requerida del pared de suelo congelado y la secuencia de excavación El espesor de la pared del suelo, el espaciado y el número de filas de los grupos de tubos de congelación, la longitud, la secuencia de congelación y la secuencia de descongelación, para seleccionar el equipo de congelación necesario. Durante la construcción también se deben formular planes y puntos de medición de temperatura. Dependiendo de las medidas, las paredes de permafrost se mantienen congeladas mediante un enfriamiento continuo o intermitente. Al mismo tiempo, estudiaremos la expansión cuando la formación se congela y el hundimiento cuando se descongela, y formularemos métodos de medición y contramedidas con anticipación. Además, al construir estructuras subterráneas, el hormigón se debe verter sobre la superficie congelada a una temperatura entre -5 y -10 °C, por lo que es mejor utilizar hormigón de resistencia temprana a baja temperatura. De lo contrario, es necesario enterrar un calentador o colocarlo. Materiales aislantes para reducir el impacto de las paredes de suelo congelado sobre el hormigón. Una vez terminada la estructura subterránea, los estratos congelados deben descongelarse de manera uniforme y continua. Para proyectos subterráneos con una profundidad de enterramiento pequeña, se puede detener el suministro de agua salada y dejar que se descongele naturalmente. Si la profundidad del enterramiento es grande, suministre salmuera con una temperatura que aumente gradualmente para la descongelación artificial. Además, varios países todavía utilizan la refrigeración por evaporación de gas licuado. Al congelar, solo necesita usar un tanque de almacenamiento de gas para transportar nitrógeno líquido al sitio de construcción e inyectarlo directamente en la tubería de congelación. Por lo tanto, el equipo en el sitio de construcción es simple, pero su desventaja es el uso de nitrógeno líquido. es inseguro y tiene ciertos riesgos.

El método de congelación no sólo es adecuado para aluviones sueltos e inestables y estratos acuíferos con fisuras desarrolladas, sino también para limo, lutitas blandas y estratos con contenido de agua saturado y cargas hidráulicas extremadamente altas. No es adecuado para lugares donde el contenido de humedad del suelo es muy pequeño o el caudal de agua subterránea es bastante grande. En 1883, Alemania utilizó por primera vez el método de congelación para cavar pozos. Posteriormente, Bélgica, los Países Bajos, el Reino Unido, Polonia, la Unión Soviética, los Estados Unidos, Canadá y otros países también utilizaron principalmente este método para cavar pozos. En los últimos 30 años, el método de congelación se ha utilizado ampliamente no sólo en la ingeniería de túneles mineros, sino también en la construcción de estaciones de metro y túneles inclinados con escaleras mecánicas, cavernas subterráneas y cimientos profundos de pilares de puentes. Desde que mi país utilizó por primera vez este método para perforar pozos eólicos en la mina de carbón Linxi en Kailuan en 1955, en 1982 se habían perforado más de 190 pozos eólicos, con una profundidad de congelación acumulada de más de 30.000 metros y una profundidad de congelación máxima de 415 metros. .